Naukowcy z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu pracują nad innowacyjnym ekobiotykiem w kapsułkach. Preparat ze skoncentrowaną i aktywną mikrobiotą będzie przeznaczony głównie dla pacjentów zakażonych Clostridioides difficile.
Jak utrwalić mikrobiotę
Projekt realizuje konsorcjum, w którym liderem jest Human Biome S.A. To pierwsza w Polsce spółka biotechnologiczna działająca w obszarze ludzkiej mikrobioty. Firma stworzyła krajowy bank mikrobioty jelitowej i wprowadziła na rynek innowacyjne preparaty FMT. W przedsięwzięciu biorą udział także naukowcy z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu.
Zadaniem konsorcjantów jest opracowanie standaryzowanego procesu wytwarzania mikrobioty, metod oceny żywotności i bioróżnorodności preparatów z wykorzystaniem technik mikrobiologicznych, molekularnych i cytometrycznych, warunków utrwalania FMT i porównanie czterema metodami utrwalania – klasyczną liofilizacją, liofilizacją rozpyłową, suszeniem rozpyłowym w warunkach beztlenowych i mikroenkapsulacją – w celu wyboru najbardziej efektywnej. Jakość uzyskanych preparatów weryfikowana będzie wstępnie w warunkach in vitro w modelu organoidów jelitowych.
Projekt przewiduje również opracowanie procesu kapsułkowania preparatu FMT, który zapewni jego trwałość, ochronę mikroorganizmów przed działaniem tlenu oraz skuteczne uwolnienie w jelicie grubym, a następnie przeprowadzenie badań w modelu zwierzęcym, porównujących skuteczność uzyskanych kapsułek z FMT z referencyjnym preparatem mrożonym wraz z oceną kliniczną, fizjologiczną i immunologiczną. W ostatnim etapie zbadana zostanie trwałość kapsułek w różnych warunkach przechowywania.
Zamiast mrożenia suszenie?
Doustna forma terapii FMT umożliwia pacjentom łatwe przyjmowanie mikrobioty, przywracając równowagę mikroorganizmów w jelicie grubym. Preparat zawiera skoncentrowaną i aktywną mikrobiotę człowieka wraz z ECM, a liczba kapsułek w jednej dawce zostanie ograniczona do <35. Preparat będzie przechowywany w temperaturze +5°C ±3°C przez minimum 6 miesięcy, przy zachowaniu żywotności bakterii ≥45% i wysokiej bioróżnorodności.
Na świecie nie istnieje obecnie komercyjny preparat FMT o podobnych właściwościach, co nadaje projektowi charakter przełomowej innowacji – podkreśla dr Xymena Połomska z Katedry Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności UPWr.
Obecnie stosowane metody podania mikrobioty jelitowej są w dużej mierze inwazyjne i niekomfortowe dla pacjentów. Odbywa się to podczas kolonoskopii, wlewów doodbytniczych lub za pomocą sondy nosowo-żołądkowej czy też nosowo-dwunastniczej. Procedury te są czasochłonne, wiążą się ze stresem dla pacjenta oraz wymagają udziału wyspecjalizowanego personelu medycznego.
Również kapsułki zawierające mrożoną mikrobiotę mają swoje ograniczenia – pacjent musi jednorazowo połknąć nawet do 80 kapsułek. Poza tym preparaty muszą być dostarczane w suchym lodzie, co sprawia, że transport jest bardzo kosztowny, a terapia nadal musi być przeprowadzana w wyspecjalizowanych placówkach medycznych. Zasięg terapii też jest relatywnie niewielki, bo ogranicza się praktycznie do terenu Polski. Stąd pomysł, by mikrobiotę utrwalić i zapakować, tak by można było ją dystrybuować na całym świecie – tłumaczy dr Xymena Połomska.
W przypadku preparatów stosowanych doustnie bardzo ważne jest zabezpieczenie mikrobioty przed drastycznymi warunkami panującymi w żołądku i dwunastnicy, ponieważ mikrobiota musi dotrzeć w niezmienionym składzie i ilości do jelita grubego. Tym aspektem zajmą się właśnie naukowcy z UPWr, wśród których są specjaliści w zakresie pracy z organizmami beztlenowymi, technologii utrwalania drobnoustrojów, badań prowadzonych w modelach komórek jelitowych czy też modelach zwierzęcych.
Holobiont, czyli człowiek i jego mikroorganizmy
Mikrobiota do projektu będzie pobierana od osób zdrowych, które przejdą bardzo restrykcyjną procedurę selekcyjną. Znaczenie przy doborze dawców będzie miało wiele czynników, w tym m.in. dieta, tryb życia, przyjmowane leki, tusza czy zdrowie psychiczne.
Mikrobiota jelitowa ludzka to nawet 1000 gatunków bakterii, które żyją w jelicie grubym i wpływają na nasze funkcjonowanie. Regulują naszą odporność, metabolizm, dostarczają witamin, odżywiają śluzówkę jelit, część z nich produkuje neuroprzekaźniki wpływając na nasz nastrój, ale również modyfikując naszą podatność na stres oraz funkcje poznawcze. Mówimy, że jesteśmy holobiontem, czyli że tworzymy jedną całość razem z mikroorganizmami, które w nas żyją. Mikroorganizmy występują nie tylko w jelicie grubym, ale również w pozostałych częściach układu pokarmowego, na skórze, w układzie oddechowym czy też w moczowo-płciowym. Wszystkie one oddziałują na nas w różny sposób, jednak największy wpływ wywierają te bytujące w jelicie grubym – zaznacza dr Połomska.
Projekt o wartości 34,3 mln zł otrzymał dofinansowanie w wysokości 24,1 mln zł z programu Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki. Wrocławska uczelnia na zadania badawczo-rozwojowe otrzyma 5,3 mln zł.
MK, źródło: UPWr
Trzymam kciuki za powodzenie tego projektu. Tysiące pacjentów czeka na ten preparat.